原标题：用太阳能代替全美水力发电 土地需求仅为水库面积的13%
依据一项新研讨，理论上，用太阳能板代替全美的水力发电厂，只需13%的空间。研讨人员表明，这个少得惊人的数字显现，逐渐筛选水力发电这种声称再生、却会严峻损坏生态体系的动力生产办法，其实是个有吸引力的选项。
现在，水力是美国电力结构很重要的一部分，占6%以上，供给其他再生动力短少的弹性。但随着现有水力发电站挨近寿数结尾，以及影响环境的危险日益添加，美国或许有越来越多塘坝被筛选。假如不持续盖塘坝，就需求以其他技能代替，而这份宣布在“天然永续性”（Nature Sustainability）期刊的新研讨主张，大规划推行太阳能是一个潜在的选项。
作者着重本研讨为“纯理论”，但考量塘坝对美国河道的压力，仍值得考虑用其他再生动力作为代替计划。
Rafael Kaup摄，美国动力部供给。
大型塘坝为环境带来“严峻损伤”
塘坝在美国已有超越一个世纪的前史，世界上第一座水力发电厂于1882年在威斯康辛州开端运作。1940年，水力发电占全美发电量的40%。
今天，许多发展中国家正试图仿制这种快速生长方式。安哥拉、缅甸等国家正出资大型水力发电计划，以声称比化石燃料还要环保的办法发电。
但是在现已有水力发电厂的区域，对塘坝带来的副作用的反响却越来越激烈。
研讨主持人、纽约城市大学水域保育生物学家沃德曼（John Waldman）指出，许多环保人士以为塘坝是“河流的血栓”，对生态体系造成了“严峻损伤” 。
他说，最典型的受害动物是洄游鱼类，如鲑鱼和鲥鱼，由于迁徙途径受阻，部分区域洄游鱼类下降了几个数量级。
塘坝也会导致当地生物多样性下降、沉积物添加，当水库中的水变暖时，河水温度也随之发生变化。
塘坝乃至会成为碳排放源，由于淹水的大片土地会导致水中微生物排出甲烷和其他温室气体。
因而，曩昔的30年间美国现已撤除了1000多座塘坝，科学家也发现情况有显着的改进。
世界天然基金会（WWF）全球淡水科学家欧普曼（Jeff Opperman）博士表明，撤除大坝是处理淡水物种“急遽削减”最有用的办法之一。20年前缅因州肯纳贝克河上的爱德华兹大坝被撤除后，河中产卵的鲱鱼数量添加了近百倍。
水力发电为电网带来的“调度弹性”
现在为止美国已撤除的塘坝对国家全体电力组合的奉献相对小，但假如计划撤除更大的塘坝，势必得找到代替计划。
这或许不是很简单，由于塘坝供给了必要的电网服务。美国动力部的水力发电愿景陈述猜测，水力发电对电网规划和营运的奉献未来将会添加，“具体来说，水力发电能够快速依据电力负载和发电设备之间的差异敏捷添加和削减发电量，这有助于将其他再生动力（如风能和太阳能）整合到电网中。”
但随着美国许多老旧塘坝的赢利削减并且寿数行将完毕，沃德曼说其他再生动力或许能够代替部分老化的塘坝，乃至供给部分的稳定性。
Karl Specht摄，美国动力部供给。
大规划替换
在他们的“思维试验”中，沃德曼和团队使用美国陆军工程兵团的国家塘坝库存材料，来确认需求多少公顷的工业规划光伏（PV）电池才可代替现有塘坝所发生的电力。
他们计算出，假如美国本乡一切2,603个塘坝（即夏威夷和阿拉斯加以外的48州）都被撤除换成太阳能电池板，将只占其水库所覆盖面积的13%。
在部分区域，这个差异特别显着。像佛罗里达现在四座塘坝共26,520公顷，换成太阳能板不过一个纽约中央公园的面积（339.94公顷）。
作者表明他们没有考量装置太阳能板的本钱，由于本钱和地址高度相关。
沃德曼表明，这么做的全体正效应是换回自在活动的河流，代替的再生动力也不用只要一种，“放干一个水库能够换回大片的土地。能够在水库底下铺太阳能板，也能够放些在水面上漂...水库通常在山沟里，或许能延着山脊架起风机，或许使用流体动力学或分流办法获取一些水能而不会阻挠河流。”
但是，尽管将美国400万公顷的水库缩小到一个特拉华州（美国第二小的州）的面积听起来好像很吸引人，但沃尔德曼供认，关于许多塘坝而言，这根本不可行。特别塘坝常常供给重要的额定社会效益，包含饮用水供给、防洪和娱乐活动。沃尔德曼指出，“尽管我知道咱们永久不或许撤除美国2,603座塘坝，但在有所挑选时，仍是有很大的空间能够往这个方向考虑。”
并且，尽管太阳能板占用的空间较小，仍是有其他潜在问题，象是或许会损坏栖息地并导致生物多样性丢失。“依据界说，曾经的水库将沿着河流兴修，而那些土地......通常是野生动植物最有价值百科的栖息地，也往往是重要的休闲娱乐场所。”
针对这些问题，作者指出曩昔的研讨显现，和其他方式的发电比较，太阳能发电的损害较小。他们也指出，用太阳能代替水力发电能够不要在水库进行。
补偿电网的缺乏
世界水电协会交流主任亨利（Will Henley）表明，水力发电厂的稳定性不太简单被太阳能代替，主张选用整合两种方式的发电体系：“与其用太阳能代替水力发电，更永续的办法是优先考虑水力发电现代化出资，结合两种技能优势。今天太阳能板能够装置在水库外表或与水库相邻，添加而非代替全体水库发电量。”
沃德曼说，尽管水力发电的确供给了要害的电网服务，但它们供给的电力也并非总是共同，并且或许受干旱等气候现象的影响，不如用一系列代替再生技能树立“动力公园”，使用水力发电厂的现有电力线，还具有“光靠水力发电缺乏以供给的稳定性”。
根据这些时机，对许多有丰厚太阳能资源的发展中国家来说，单一大型水力发电厂规划其实是“严重过错”，或许损坏天然水道。但是在美国，欧普曼说这个问题几乎没有实际意义，由于全美各地的老塘坝和老化中的大坝都没有对电力做出严重奉献，让许多河流康复自在活动，不需求撤除大型重要水电大坝。
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